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El nitrógeno en las aguas oceánicas combustibles el crecimiento de dos especies de fitoplancton tóxico pequeñas pero que son perjudiciales para la vida marina y la salud humana, advierte un nuevo estudio publicado en el Journal of Ficología.

Los investigadores de San Francisco State University encontró que el nitrógeno entra en el océano - ya sea a través de procesos naturales o la contaminación - estimula el crecimiento y la toxicidad de un grupo de fitoplancton que pueden causar la intoxicación amnésica por mariscos enfermedades humanas.

Se encuentra comúnmente en las aguas marinas frente a la costa oeste de América del Norte, estas diatomeas (fitoplancton) del género Pseudo-nitzschia producir una potente toxina llamada ácido domoico. Cuando estos fitoplancton crece rápidamente en las floraciones masivas, concentraciones altas de ácido domoico poner en riesgo la salud humana si se acumula en los mariscos. También puede causar la muerte y enfermedad entre los mamíferos marinos y aves marinas que se alimentan de pequeños peces que se alimentan de plancton.

"Independientemente de su origen, el nitrógeno tiene un fuerte impacto en el crecimiento de fitoplancton que constituyen la base de la red trófica marina, con independencia de si son tóxicos o no", dijo William Cochlan, científico investigador senior de Romberg Centro SF Estado Tiburon para Estudios Ambientales. "Los científicos y los reguladores deben ser conscientes de las implicaciones de origen tanto natural como contaminante de nitrógeno que entra en el mar".

El nitrógeno puede ocurrir de forma natural en las aguas marinas debido a la surgencia costera, que se basa fresca y rica en nutrientes que contiene nitrato del agua (la forma más estable de nitrógeno) a partir de mayores profundidades en aguas superficiales iluminadas por el sol. La contaminación, incluyendo la escorrentía agrícola que contiene fertilizantes y efluentes de plantas de aguas residuales, también es responsable de la adición de nitrógeno, incluyendo amonio y urea, a las aguas oceánicas, pero en la mayoría de regiones de este tipo de nitrógeno se producen en concentraciones relativamente bajas.

En estudios de laboratorio, Cochlan y ex estudiante Maureen Auro encontró que el nitrógeno natural y la contaminación causada-forma igualmente compatible con el crecimiento de las algas perjudiciales y causan la producción de ácido domoico, pero en todos los casos la forma natural de nitrógeno causado el más tóxico las células.

También descubrieron que estas diatomeas pequeñas se hizo particularmente tóxicas en niveles bajos de luz - una condición que generalmente se desacelera el crecimiento de fitoplancton. La especie, P. cuspidata, se sometió a un aumento de hasta 50 veces en la toxicidad en niveles de luz bajos en comparación con las condiciones que se cree que favorecen normalmente el crecimiento del fitoplancton.

Los científicos ya saben que en algunas especies unicelulares grande de su toxicidad aumenta cuando las células crecen más lentamente, pero en los estudios anteriores, la desaceleración del crecimiento celular se debe a la limitación de nutrientes vitales, tales como silicato. Sin embargo último estudio Cochlan encontró que la toxicidad de estas diatomeas toxigénicas pequeñas se ve afectada por el tipo de nitrógeno que consumen. Se encontró que bajo niveles bajos de luz - que conducen al crecimiento lento - células de fitoplancton que fueron alimentados con nitrato de origen natural eran más tóxicas que las células que fueron alimentados con urea o amonio causado por la contaminación.

"Nuestros resultados demuestran que la razón para el crecimiento de estas floraciones de algas nocivas específicas frente a las costas de América del Norte desde la Columbia Británica hasta California puede de hecho ser debido a causas totalmente naturales", dijo Cochlan.

Estas floraciones de algas tóxicas puede ser apoyado en gran parte por la surgencia natural de nitrógeno. Sin embargo, Cochlan advierte que cuando el patrón de surgencia es débil, el nitrógeno de la contaminación podría desempeñar un papel importante en el mantenimiento de una "población inicial" de algas nocivas - un remanente que guarda la floración va hasta que se reanude la flor de corrientes ascendentes y es capaz de crecer de nuevo y tal vez aumentar su efecto tóxico sobre el ecosistema marino.

"Este es el primer estudio fisiológico para mirar las condiciones ambientales que promuevan el crecimiento y la toxicidad de estas diatomeas pequeñas", dijo Cochlan. "Los hallazgos podrían arrojar luz sobre por qué estos microorganismos producen una neurotoxina potente y cuál es la ventaja ecológica para el fitoplancton que lo produce".

"La utilización de nitrógeno y producción de toxinas por dos diatomeas del complejo pseudodelicatissima: P. cuspidata y fryxelliana P.", fue publicado en la edición febrero 2013 de la revista Journal of Ficología. El documento fue escrito por Maureen E. Auro, un graduado del programa de la marina principal de la biología en SF State, y William P. Cochlan, científico investigador senior en el Centro Romberg SF Estado Tiburon de Estudios Ambientales.